江苏工业学院教案 次课2学时授课时间200633教案完成时间_2006118 课题(章节)二、氮氧化合物的转化三、碳氢化合物的转化 教学目的与要求 (1)掌握大气中氮氧化合物的光化学反应; (2)掌握大气中碳氢化合物的光化学反应 (3)了解大气中氮氧化合物和碳氢化合物的来源 「教学重点、难点 (1)掌握大气中氮氧化合物的光化学反应 (2)掌握大气中碳氢化合物的光化学反应 教学方法及师生互动设计 教学方法:讲授法; 师生互动设计:提问:氮氧化合物主要有哪些? 讨论:大气中碳氢化合物有哪些? 课堂练习、作业: (1)大气中有哪些重要氮氧化合物,说明它们的天然和人为来源及对环境污染 (2)大气中有哪些重要碳氢化合物,它们可发生哪些重要的光化学反应? (3)叙述大气中NO转化为NO2的各种途径 本次课教学内容小结 在光化学反应概念基础上,进一步讲授氮氧化合物和碳氢化合物在大气中的光化 学反应,同学们较易接受。对于氮氧化合物和碳氢化合物,由于种类繁多,关键是要掌 握它们的反应机制及在转化过程中相互之间的关系。 第9页
江苏工业学院教案 第 3 次课 2 学时 授课时间 2006.3.3 教案完成时间 2006.1.18 课题（章节） 二、氮氧化合物的转化 三、碳氢化合物的转化 教学目的与要求： (1) 掌握大气中氮氧化合物的光化学反应； (2) 掌握大气中碳氢化合物的光化学反应； (3) 了解大气中氮氧化合物和碳氢化合物的来源。 教学重点、难点： (1) 掌握大气中氮氧化合物的光化学反应； (2）掌握大气中碳氢化合物的光化学反应； 教学方法及师生互动设计： 教学方法：讲授法； 师生互动设计：提问：氮氧化合物主要有哪些？ 讨论：大气中碳氢化合物有哪些？ 课堂练习、作业： (1) 大气中有哪些重要氮氧化合物，说明它们的天然和人为来源及对环境污染； (2) 大气中有哪些重要碳氢化合物，它们可发生哪些重要的光化学反应？ (3) 叙述大气中 NO 转化为 NO2 的各种途径。 本次课教学内容小结： 在光化学反应概念基础上，进一步讲授氮氧化合物和碳氢化合物在大气中的光化 学反应，同学们较易接受。对于氮氧化合物和碳氢化合物，由于种类繁多，关键是要掌 握它们的反应机制及在转化过程中相互之间的关系。 第 9 页
江苏工业学院教案 备注 教学内容(讲稿) (包括:教学 段、时间分配 临时更改等) 3、R、RO和RO2等自由基的来源 大气中存在最多的烷基是甲基,主要来源是: CH: CHO+h v CH3+HCO CH3 COCH3+h v CH3+ CH3 CO 烷基自由基: RH+O R+HO RH +HO -+R+H2O 甲氧基: CH3ONO +hv CH3O+NO CH3ONO2+hv—CH3O+NO 过氧烷基: ROy 氮氧化物的转化 1、大气中的含氮化合物 大气污染化学中所说的氮氧化合物通常是指一氧化氮和二氧化氮,用NOx表示 氮氧化合物的天然来源主要是指生物体腐败过程中被微生物分解的有机氮:氮氧 化合物的人为来源主要是矿物燃烧过程中和汽车尾气所排放出来的 空气中氮和氧在高温条件下反应机制如下: 第10页
江苏工业学院教案 教 学 内 容 （讲稿） 备注 （包括：教学手 段、时间分配、 临时更改等） 3、 R、RO 和 RO2 等自由基的来源 大气中存在最多的烷基是甲基，主要来源是： CH3CHO + hν CH3 + HCO CH3COCH3 + hν CH3 + CH3CO 烷基自由基： RH + O R + HO RH + HO R + H2O 甲氧基： CH3ONO + hν CH3O + NO CH3ONO2 + hν CH3O + NO2 过氧烷基： R + O2 RO2 三、氮氧化物的转化 1、 大气中的含氮化合物 大气污染化学中所说的氮氧化合物通常是指一氧化氮和二氧化氮，用 NOx 表示； 氮氧化合物的天然来源主要是指生物体腐败过程中被微生物分解的有机氮；氮氧 化合物的人为来源主要是矿物燃烧过程中和汽车尾气所排放出来的； 空气中氮和氧在高温条件下反应机制如下： 第 10 页
江苏工业学院教案 备注 教学内容(讲稿) (包括:教学 段、时间分配 临时更改等) 0+O o+n2 No N 前三个反应进行得快,所以燃烧过程中产生的NO多,而NO2少。 2、氮氧化合物和空气混合体系中的光化学反应 NO,+ h O+ NO NO2 +Oz 3、氮氧化物的气相转化 (1)NO的氧化 NO+O3 NO,+Or No+RO NO+Ro No+HO- NO+Ho No+HO →HNO2 No+ RO (2)NO2的转化 NO2+HO→HNO3 第11页
江苏工业学院教案 教 学 内 容 （讲稿） 备注 （包括：教学手 段、时间分配、 临时更改等） O2 O + O O + N2 NO + N N + O2 NO + O 2NO + O2 2NO2 前三个反应进行得快，所以燃烧过程中产生的 NO 多，而 NO2 少。 2、 氮氧化合物和空气混合体系中的光化学反应 NO2 + hν NO + O O + O2 + M O3 + M O3 + NO NO2 +O2 3、 氮氧化物的气相转化 （1） NO 的氧化 NO + O3 NO2 + O2 NO + RO2 NO2 + RO NO + HO2 NO2 + HO NO + HO HNO2 NO + RO RONO （2） NO2 的转化 NO2 + HO HNO3 第 11 页
江苏工业学院教案 备注 教学内容(讲稿) (包括:教学 段、时间分配 临时更改等) NO2+O3 NO3+02 NO2+NO3→N205 (3) PAN CH3CO+O2一CH3COOO CH3COOO+NO-+CH3 COooNO 、碳氢化合物的转化 1、大气中主要的碳氢化合物 (1)甲烷 大气中含量最高的碳氢化合物,占全世界碳氢化合物排放量的80%以上 (2)石油烃 大气中已检出的烷烃有100多种,长链烃的烷烃易形成气溶胶或吸附在颗粒 物质上; 烯烃多以聚合物的形式存在;乙炔在电焊过程中排放最多 (3)萜类 植物生长过程中向大气排放的有机物 (4)芳香烃 大气中的多环芳烃都吸附在颗粒物上,有的在香烟中也存在,一般的,室内 含量高于室外 2、碳氢化合物在大气中的反应 (1)烷烃的反应 第12页
江苏工业学院教案 教 学 内 容 （讲稿） 备注 （包括：教学手 段、时间分配、 临时更改等） NO2 + O3 NO3 + O2 NO2 + NO3 N2O5 （3） PAN CH3CO + O2 CH3COOO CH3COOO + NO2 CH3COOONO2 四、碳氢化合物的转化 1、 大气中主要的碳氢化合物 （1） 甲烷 大气中含量最高的碳氢化合物，占全世界碳氢化合物排放量的 80%以上。 （2） 石油烃 大气中已检出的烷烃有 100 多种，长链烃的烷烃易形成气溶胶或吸附在颗粒 物质上； 烯烃多以聚合物的形式存在；乙炔在电焊过程中排放最多。 （3） 萜类 植物生长过程中向大气排放的有机物 （4） 芳香烃 大气中的多环芳烃都吸附在颗粒物上，有的在香烟中也存在，一般的，室内 含量高于室外。 2、 碳氢化合物在大气中的反应 （1） 烷烃的反应 第 12 页
江苏工业学院教案 备注 教学内容(讲稿) (包括:教学 段、时间分配 临时更改等) RH +HO R+H,O RH+O-R+HO (2)稀烃的反应 与HO发生加成反应和氢原子摘除反应 CH=CH, HO CH2CH2OH CH3CH==CH CH3 CHCH2OH CH3 CH==CH2 HO H3CH (OH) CH2 CHCH2OH+O2→→CH2(O2)CH2OH H2(O) CH2OH NO- CH2(O)CH2OH N CH2(O) CH2OH H2Co CH,OH CH2(O) CH2OH +0 HCOCH,OH+ HO CHOH + O HCo HO 氢反应:CH3CH2CH==CH2+HO CH3 CHCH==CH? H20 3、光化学烟雾现象 (1)什么是光化学烟雾 由汽车、工厂等污染源排入大气中的碳氢化合物和NOx等一次污染物在阳光(紫外 线)作用下发生光化学反应生成二次污染物,参与这光化学反应过程的一次污染物和 二次污染物的混合物(其中有气体污染物、也有气溶胶)所形成的烟雾污染现象。 第13页
江苏工业学院教案 教 学 内 容 （讲稿） 备注 （包括：教学手 段、时间分配、 临时更改等） RH + HO R + H2O RH + O R + HO （2） 稀烃的反应 与 HO 发生加成反应和氢原子摘除反应 CH2==CH2 + HO CH2CH2OH CH3CH==CH2 + HO CH3CHCH2OH CH3CH==CH2 + HO CH3CH（OH）CH2 CH3CH2OH + O2 CH2（O2）CH2OH CH2（O2）CH2OH + NO CH2（O）CH2OH + NO2 CH2（O）CH2OH H2CO + CH2OH CH2（O）CH2OH +O2 HCOCH2OH + HO2 CH2OH + O2 H2CO + HO2 摘氢反应：CH3CH2CH==CH2 + HO CH3CHCH==CH2 + H2O 3、 光化学烟雾现象 （1） 什么是光化学烟雾 由汽车、工厂等污染源排入大气中的碳氢化合物和 NOX 等一次污染物在阳光（紫外 线）作用下发生光化学反应生成二次污染物，参与这光化学反应过程的一次污染物和 二次污染物的混合物（其中有气体污染物、也有气溶胶）所形成的烟雾污染现象。 第 13 页